Пружина из шагового двигателя

[Сергей Саныч]

момент инерции такой системы будет сравним с "высокомоментным" тихоходом, который либо будет крупней, либо будет похож на шаговик. .

Момент инерции - да, а вот результирующая инерция такой системы будет выше. Ибо кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости.

[yurgen71]

Вот в том и дело, что если без редуктора, то оборотов не будет практически: пару-тройку оборотов на разматывание и столько же назад. А если с редуктором, то мотор будет разгоняться на большее количество оборотов, соотвт. и инерция больше.

[michael-yurov]

Кто-ж спорит?
Я даже подумал, что это стоило бы компенсировать силами электроники, но задача сложная.

[Сергей Саныч]

В этом плане ЭУР - неплохая заготовка. Там уже есть и исполнительный механизм с похожим моментом и скоростью, есть какой-то датчик момента, и даже есть "мозги", которые всем этим управляют.
По сути, достаточно "всего лишь " перепрограммировать контроллер, чтобы он вместо компенсации усилия на руле создавал заданный момент.

Ответ из Purelogic:
Под момент 1,5Hm- 40Hm Вам подойдет:
Двигатель шаговый биполярный PL130H280-D19
Драйвер ШД PLD8220-G2
Генератор PLC002
Это окончательный вариант комплектующих подходящих под Вашу задачу

Пурики заинтересованы прежде всего в продажах.
И не подкопаешься - крутиться будет? Будет. Момент нужный даст? Даст. То, что потребуется еще и достаточно специфическое управление, энкодер, датчик момента, то это не их забота. А полста тысяч уже будут выброшены.

[yurgen71]

Помогите плиз понять.

Допустим, есть двигатель, на валу которого установлена шестеренка, которая крутит барабан с тросом, на котором висит груз.
Мотор создает момент, который удерживает груз на месте.



И, допустим, если увеличить диаметр барабана (примем, что шестерня барабана всегда равна самому барабану), то нужно ли будет повысить момент двигателя?
Мне кажется, что нет зависимости от диаметра барабана.

[Сергей Саныч]

Мне кажется, что нет зависимости от диаметра барабана.

Правильно кажется. Но только для случая, когда радиус намотки троса (Rбарабана + Rтроса) будет равен радиусу делительной окружности шестерни барабана. Иначе некоторая зависимость таки будет, но как говорится, "второго порядка малости".

[yurgen71]

Тогда получается, что мы можем сделать какой угодно малый диаметр ведущей шестеренки, и там самым понизить требуемую мощность двигателя.

Допустим, если диаметр шестеренки 40мм, то для тяги 80кг потребуется:

0.02м * 800Н = 16Нм момент мотора. Это же уже не 40Нм, которые требовались для шкива 100мм диаметром. Я ведь почему такой шкив брал, чтобы радиус изгиба троса был побольше.
Вот и получается, что ведущая шестерня может быть маленькой, двигатель может быть менее мощный, а шкив можно сделать хоть 150мм.

Правильно я понимаю?

[Сергей Саныч]

Можем-то можем, но динамика такой конструкции будет неважная. Если не использовать обратную связь по натяжению троса.

[yurgen71]

А что Вы подразумеваете по динамикой? Инерция барабана?

В такой конструкции, получается, что трос как будто намотан прямо на ведущую шестеренку, правильно?

Это же то же самое, что и в Вашем эксперименте, только трос изгибается по большему радиусу.
https://www.youtube.com/watch?v=h0OLoPIvHRA

[Сергей Саныч]

А что Вы подразумеваете по динамикой? Инерция барабана?

Нет. Момент инерции барабана нетрудно уменьшить (можно сделать полым, из легких материалов).
А вот момент инерции ротора двигателя - никак. А кинетическая энергия, требуемая для раскрутки ротора, пропорциональна квадрату скорости. Вот из-за этого и ухудшится динамика.

[yurgen71]

Понятно, что чем меньше ведущая шестерня, тем больше будут обороты, но они в любом случае будут слишком низкими, чтобы создать какую-то инерцию.

Если примерно взять движение троса 1м/с, то обороты на шестерне 4см диаметром будут
1м / 0.125м (длина окружности) = 8 об/сек = 480 об/мин.
Но это максимальные.

При таких оборотах инерция, как мне кажется, будет минимальная.
Какая инерция была в эксперименте на видео? Да, практически, никакой.

[Сергей Саныч]

При таких оборотах инерция, как мне кажется, будет минимальная.

Это обороты барабана. Ротор двигателя будет вращаться в передаточное число раз быстрее. Допустим, что шестерня барабана имеет 100 зубьев, а шестерня двигателя - 10.
Значит, нам придется раскручивать ротор до 4800 об/мин. Соответственно, придется затратить на это энергию в 100 раз большую, чем для раскрутки того же ротора до 480 оборотов.

[yurgen71]

Не, я рассчитывал обороты не барабана, а ведущей шестерни.
Если принять скорость движения троса 1м/с, то независимо от диаметра барабана, ведущая шестерня (4см диам.) и двигатель будут вращаться со скоростью 480 об/мин.
А вот барабан будет вращаться медленнее пропорционально их разнице.
К примеру, если диаметр барабана 120мм, то при скорости троса 1м/с, он будет вращаться:
1м / 0.75м (длина окружности) = 1.33 об/с = 79.9 об/мин.

[Сергей Саныч]

ведущая шестерня (4см диам.)

Получается, мы друг друга не поняли. я имел в виду возможность использования двигателя с высокой скоростью, но малым моментом на валу - такие более распространены и компактны.
Но если у Вас ведущая шестерня 4см, следовательно (при равенстве диаметров барабана и ведомой шестерни), Вы нашли достаточно низкоскоростной двигатель с моментом не менее 16Нм?

[yurgen71]

Да, ведущая шестерня, к примеру, 4см, или даже меньше.
Ведомая шестерня и барабан в несколько раз больше, но это не имеет значения, т.к. от их диаметра ничего не зависит, барабан нужен лишь для того, чтобы увеличить радиус изгиба троса.
Но даже если будем считать, что мы наматываем трос непосредственно на вал двигателя, как в Вашем эксперименте, то обороты при сматывании троса будут 480об/мин (для Д=4см), ну или 666об/мин (для Д=3см).

К примеру, Ваш двигатель в эксперименте какой момент выдает?

[Сергей Саныч]

Груз 3,5 кг, радиус намотки 7 мм, отсюда 3.5 * 9.8 * 0.007 = 0.24 Нм

[yurgen71]

А больше может этот двигатель выдать? Ведь это же не максимальный момент.

[Сергей Саныч]

Номинальный момент этого движка - всего 0,3 Нм. Допускаю, что кратковременно можно дать 2-3 кратное превышение. Но не более.

[yurgen71]

Каким же должен быть тогда двигатель, чтобы выдать около 16Нм?

[Сергей Саныч]

Каким же должен быть тогда двигатель, чтобы выдать около 16Нм?

Так и я про то же. Довольно серьезный двигатель нужен. Либо ставить редуктор, но тогда вылазит проблема инерции.
Мощность двигателя, кстати, потребуется, исходя из приведенных условий (усилие 80кгс, скорость 1м/с), около 800 Вт, но лучше взять с запасом, киловатта на полтора.